JP2011192159A - 流体圧機器の弁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】流体圧機器の弁構造において、安定したシール性能が得られると共に、製造性及び耐久性を向上させる。
【解決手段】減圧弁１０を構成する弁体５０は、ステム４８に連接される第１ハウジング５８と、該第１ハウジング５８の外周側に設けられる第２ハウジング６０と、前記第１ハウジング５８と第２ハウジング６０との間に設けられるパッキン６２とを備え、前記パッキン６２が、前記第１ハウジング５８のテーパ部６６と第２ハウジング６０の外壁部７４との間に装着され挟持されることによって固定される。また、第１ハウジング５８の第１筒部６４が、第２ハウジング６０の第２筒部７０の内部に挿入され、例えば、溶接や接着等によって一体的に固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧力流体によって駆動する流体圧機器において、前記圧力流体の流通状態を制御する流体圧機器の弁構造に関する。

従来から、流路を流れる圧力流体の流量を制御するための流体圧機器（例えば、リリーフ弁、減圧弁）が用いられている。例えば、このような流体圧機器として機能するリリーフ弁は、弁本体の内部に弁体が軸方向に移動可能に設けられており、前記弁体は、軸部と、該軸部の端部に形成された傘状の弁体部とからなり、前記弁体部が流体の流通する流路内に配置されている。この弁部の外周には、環状溝を介してシール部材が設けられており、弁体が移動して前記シール部材が弁本体の内壁面に当接することによって流路を構成する流入路と逃がし路との連通を遮断している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３２９３５３号公報

上述したリリーフ弁における弁構造では、例えば、シール部材を弁体の環状溝に装着しているが、前記環状溝と前記シール部材との間に流体が流入した場合、該流体によって前記シール部材が前記環状溝から剥離してしまうことが懸念される。その結果、シール部材による流体のシール性が低下してしまうことが考えられる。このようなシール部材の剥離を防止する目的で、例えば、前記シール部材を接着剤等によって前記環状溝に対して接着することが想定される。しかしながら、この場合には、接着剤を塗布するための工程が必要となるため、リリーフ弁の製造工程が増加してしまうという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、安定したシール性能が得られると共に、製造性及び耐久性を向上させることが可能な流体圧機器の弁構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、圧力流体の供給・排出されるポートを有し、前記ポートを介してボディ内に流通する前記圧力流体の流通状態を調整可能な流体圧機器の弁構造であって、
前記ボディの内部に変位自在に設けられるケーシングと、
前記ケーシングの内部に設けられ、前記ボディに形成された弁座に着座する環状のシール部材と、
前記ケーシングの内部に設けられ、前記シール部材を該ケーシングとの間に保持する保持部材と、
を備え、
前記ケーシングと前記保持部材とが一体的に装着されると共に、前記ケーシングの中央部に連接されるステムを介して該ケーシング及びシール部材が前記弁座に対して接近・離間する方向に変位することを特徴とする。

本発明によれば、流体圧機器の弁構造において、該流体圧機器を構成するボディの内部に、ケーシングが変位自在に設けられ、前記ケーシングに対して環状のシール部材が設けられると共に、前記シール部材が、保持部材によって前記ケーシングとの間に保持される。そして、ステムと共にケーシング及びシール部材が変位することにより、該シール部材が前記弁座に対して着座する。

従って、ケーシングの内部にシール部材が設けられた状態で、保持部材を設けて一体的に装着することにより、前記シール部材を前記ケーシングと保持部材との間に容易且つ確実に保持することができるため、該シール部材による安定したシール性能が得られる。

また、従来技術に係る弁構造で行われていたシール部材をケーシングに対して接着する工程が不要となるため、該弁構造の製造性を向上させることができると共に、製造コストの低減を図ることも可能となる。

さらに、シール部材をケーシングに対して接着剤等によって接着していた従来技術では、例えば、耐薬品性の高い材質からなるシール部材を用いる場合に、その接着力が低下してしまい前記シール部材と前記ケーシングとの固定が不十分なことがあったが、本願発明では、前記ケーシングに対して前記シール部材を接着する必要がないため、前記シール部材の材質に制限が生じることが回避され、例えば、圧力流体の種類、圧力値に応じた所望のシール性能を有した材質のシール部材を適宜選択して用いてケーシングに対して確実に固定することが可能となる。その結果、シール部材によるシール性能を向上させることができると共に、その耐久性を向上させることが可能となる。

さらにまた、ケーシングには、シール部材を保持可能なシール保持部を備え、前記シール保持部の内周側に保持部材が挿入されると共に、前記保持部材には、該ケーシングに対する挿入方向とは反対方向に向かって徐々に拡径するテーパ部を備え、前記テーパ部と前記シール保持部との間に前記シール部材を挟持するとよい。

またさらに、ケーシングには、第１連結部が設けられ、ボディの内部において、シール保持部が弁座側となるように配置され、前記第１連結部を、前記保持部材の第２連結部と連結させるとよい。

また、シール保持部に、シール部材の外周側に設けられた外壁部を有し、前記外壁部を、テーパ部に徐々に接近するように半径内方向に縮径するように傾斜させて形成するとよい。

さらに、シール部材には、ケーシングに臨む一側面及び弁座に臨む他側面の少なくともいずれか一方に、前記一側面及び／又は前記他側面から突出したシール部を備えるとよい。

さらにまた、シール部材に臨むケーシングの側面及び弁座の少なくともいずれか一方に、前記シール部材側に向かって突出した突起部を備えるとよい。

またさらに、第１連結部を、第２連結部に対して溶接又は接着するとよい。

また、第１連結部を、第２連結部の内部に圧入するとよい。

さらに、第１連結部を、第２連結部に対して螺合させるとよい。

さらにまた、第１連結部を、第２連結部に対して加締めるとよい。

またさらに、第１連結部を、第２連結部と共に前記ステムに対して係合させるとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、流体圧機器の弁構造において、ケーシングの内部にシール部材が設けられた状態で、保持部材を設けて該ケーシングと一体的に連結することにより、前記シール部材を前記ケーシングと保持部材との間に容易且つ確実に保持することができ、該シール部材による安定したシール性能が得られると共に、例えば、シール部材をケーシングに対して接着する場合と比較し、弁構造における製造性の向上及び製造コストの低減を図ることが可能となる。また、シール部材の材質を自由に設定することができるため、前記シール部材によるシール性能を向上させることができ、しかも、その耐久性を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る流体圧機器の弁構造が適用された減圧弁の外観斜視図である。 図１に示す減圧弁の全体縦断面図である。 図２の減圧弁における弁機構近傍を示す拡大断面図である。 図２に示す減圧弁において、弁体が下方へと変位して一次側ポートと二次側ポートとが連通した状態を示す全体縦断面図である。 図５Ａは、第１変形例に係る弁体を含む弁機構近傍の拡大断面図であり、図５Ｂは、第２変形例に係る弁体を含む弁機構近傍の拡大断面図である。 第３変形例に係る弁機構近傍を示す拡大断面図である。 図７Ａ〜図７Ｅは、弁体を構成する第１ハウジングと第２ハウジングとの連結構造の変形例を示す拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る流体圧機器の弁構造が適用された減圧弁の全体縦断面図である。 図８の減圧弁における弁機構近傍を示す拡大断面図である。 図１０Ａは、第４変形例に係る弁体を含む弁機構近傍の拡大断面図であり、図１０Ｂは、第５変形例に係る弁体を含む弁機構近傍の拡大断面図である。

本発明に係る流体圧機器の弁構造について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る流体圧機器の弁構造が適用された減圧弁を示す。

この減圧弁１０は、図１〜図４に示されるように、一次側ポート１２と二次側ポート１４とを有したボディ１６と、前記一次側ポート１２から前記二次側ポート１４へと流通する流体の流通状態を切り換える弁機構１８と、前記ボディ１６の上部に嵌合されるボンネット２０と、前記ボンネット２０の上部に回転自在に設けられるハンドル２２とを含む。

ボディ１６は、一次側ポート１２と二次側ポート１４とが略一直線上に形成され、その間には連通室２４が形成される。連通室２４は、下方（矢印Ａ方向）に向かって開口し、開口部位には、キャップ２６が装着されて閉塞されると共に、前記キャップ２６の上部には、カバープレート２７を挟んで後述する弁機構１８を構成するバルブスプリング５２を保持するスプリングホルダ２８が装着される。このスプリングホルダ２８の外周面には、環状のＯリング３０が装着され、連通室２４の内壁面に当接している。

また、連通室２４には、一次側ポート１２と二次側ポート１４とを連通する連通路３２が設けられ、該連通路３２の開口部には、後述する弁機構１８の弁体５０が着座する環状の弁座３４が形成される。この弁座３４は、連通室２４の開口部位に臨むように下方側（矢印Ａ方向）に形成される。

一方、ボディ１６の上端部とボンネット２０との間にはダイヤフラム室３６が形成され、前記ボディ１６と前記ボンネット２０との間に周縁部の挟持されたダイヤフラム３８が配設される。このダイヤフラム３８は、例えば、薄膜状の弾性材料から形成され、その中央部にはベースホルダ４０が設けられると共に、その上面側には、円盤状の保持プレート４２が設けられ前記ベースホルダ４０の中央部に嵌合される。

すなわち、ダイヤフラム３８は、その中央部がベースホルダ４０で下方から保持され、該ベースホルダ４０を中心とした半径外方向の所定範囲内で保持プレート４２によって保持される。なお、ダイヤフラム３８の中央部は、ベースホルダ４０と保持プレート４２とによって挟持されている。そして、ダイヤフラム３８は、その中央部がベースホルダ４０と共に軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って変位することにより周縁部との間が撓曲する。

このダイヤフラム室３６と連通路３２との間には、ボディ１６の軸線と略平行に筒体４４が設けられ、前記筒体４４の中央部を貫通したバイパス通路４６を通じて前記連通路３２と前記ダイヤフラム室３６とが連通している。

弁機構１８は、ボディ１６の内部に設けられ、連通室２４において軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って変位自在に設けられるステム４８と、前記ステム４８の下端部に連接される弁体５０と、前記弁体５０を弁座３４側に向かって付勢するバルブスプリング５２とを備える。

ステム４８は、軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さを有した軸状に形成され、連通路３２に連通しボディ１６の軸線方向に沿って貫通したステム孔５４に変位自在に挿通される。ステム４８の外周面には、環状のシールリング５６が装着され、ステム孔５４の内周面に摺接することにより、前記ステム４８と前記ステム孔５４との間を通じた流体の漏出が防止される。

ステム４８の上端部は、ステム孔５４を通じてベースホルダ４０の凹部に挿入され、該ステム４８の下端部は、弁体５０を構成する第１ハウジング（保持部材）５８（後述する）に連接される。

弁体５０は、ステム４８に連接される第１ハウジング５８と、該第１ハウジング５８の外周側に設けられる第２ハウジング（ケーシング）６０と、前記第１ハウジング５８と第２ハウジング６０との間に設けられるパッキン（シール部材）６２とからなる。

第１及び第２ハウジング５８、６０は、例えば、ステンレス等の金属製材料からなる薄板材をプレス成形することによって形成される。この第１ハウジング５８は、有底筒状の第１筒部（第１連結部）６４と、該第１筒部６４の開口した端部から半径外方向に徐々に拡径しながら延在するテーパ部６６とから構成される。そして、第１ハウジング５８を含む弁体５０が連通室２４内に設けられた際、その第１筒部６４がスプリングホルダ２８の中央部に形成されたガイド孔６８に挿入される。

すなわち、スプリングホルダ２８のガイド孔６８は、第１筒部６４を軸線方向に沿って変位自在に案内するために設けられており、前記ガイド孔６８は、前記第１筒部６４を含む弁体５０を軸線方向に沿って案内するガイド機構として機能する。

第２ハウジング６０は、有底筒状の第２筒部（第２連結部）７０と、該第２筒部７０の開口した端部から半径外方向に延在する平面部７２と、前記平面部７２の周縁部から直角に折曲されて延在する外壁部７４と、該外壁部７４の端部において水平方向に折曲された鍔部７６とから構成される。この第２筒部７０は、第１ハウジング５８の第１筒部６４より大径で形成され、該第２筒部７０の内部に前記第１筒部６４が挿入される。そして、第１筒部６４の端部と第２筒部７０の端部とを、例えば、溶接、接着等によって一体的に連結するようにしてもよい。

なお、第１ハウジング５８と第２ハウジング６０とは、軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った高さ寸法が略同等となるように形成される。

そして、第１ハウジング５８と第２ハウジング６０とが連結された状態で、該第１ハウジング５８の第１筒部６４に対してステム４８の下端部が挿入され、該第１筒部６４の底壁と当接する。

パッキン６２は、例えば、ゴム等の弾性材料からリング状に形成され、第１ハウジング５８のテーパ部６６と第２ハウジング６０の外壁部７４との間に装着される。換言すれば、パッキン６２の外周面に第２ハウジング６０が当接し、前記パッキン６２の内周面には第１ハウジング５８が当接している。そして、パッキン６２は、その内周面が下方に向かって徐々に縮径する断面略台形状に形成され、第１ハウジング５８のテーパ部６６によって前記内周面が半径外方向に押圧され、第２ハウジング６０の外壁部７４との間に挟持されることによって固定される。

詳細には、連通室２４内に供給される圧力流体の圧力によって第２ハウジング６０の外壁部７４が半径内方向に押圧された際、パッキン６２の外周面が同様に半径内方向に押圧され、その内周面が第１ハウジング５８のテーパ部６６に当接する。これにより、テーパ部６６によってパッキン６２の抜け止めが営まれる。

また、パッキン６２は、第１ハウジング５８と第２ハウジング６０との間に装着された状態で、軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った一端面が前記第２ハウジング６０の平面部７２に臨み、他端面が前記第１ハウジング５８のテーパ部６６と第２ハウジング６０の外壁部７４との間において外部に臨むように配置されると共に、前記他端面は、前記テーパ部６６及び外壁部７４の端部よりも若干だけ外側に突出している。

パッキン６２の一端面には、軸線方向（矢印Ａ方向）に沿って所定高さで環状に突出した第１シール部７８が設けられ、前記平面部７２に当接することにより該第２ハウジング６０と前記パッキン６２との間における流体の流通を阻止している。一方、パッキン６２の他端面には、軸線方向（矢印Ｂ方向）に沿った所定高さで環状に突出した第２シール部８０が形成され、後述するボディ１６の弁座３４に対して着座することにより、前記ボディ１６と弁体５０との間を通じた流体の流通を遮断する。

換言すれば、第１シール部７８と第２シール部８０とは、パッキン６２において互いに反対方向に突出するように形成されている。

バルブスプリング５２は、例えば、螺旋状に巻回されたコイルスプリングからなり、スプリングホルダ２８と第２ハウジング６０の鍔部７６との間に介装され、前記第２ハウジング６０を含む弁体５０を常に弁座３４側、すなわち、前記スプリングホルダ２８から離間する方向（矢印Ｂ方向）に向かって付勢している。

ボンネット２０は、筒状に形成されボディ１６の上端部に連結されると共に、その内部には、回転自在に設けられたシャフト８２と、該シャフト８２の外周側に設けられる調圧スプリング８４と、前記シャフト８２に螺合されるホルダ８６とが収容される。

シャフト８２は、軸線方向に沿った略中央部に半径外方向に拡径したフランジ部８８が形成され、前記フランジ部８８の下方には外周面にねじ部９０が形成される。一方、シャフト８２の上端部は、ボンネット２０の上部から所定高さだけ突出し、後述するハンドル２２の孔部に挿入される。

調圧スプリング８４は、例えば、コイルスプリングからなり、ホルダ８６と保持プレート４２との間に介装され、その弾発力が前記ホルダ８６と前記保持プレート４２とを互いに離間させる方向に付勢している。

ホルダ８６は、その中央部がシャフト８２のねじ部９０に螺合され、該シャフト８２の回転作用下に軸線方向に沿って自在に変位する。そして、ホルダ８６がシャフト８２に沿って下方へと変位することにより、調圧スプリング８４が下方（矢印Ａ方向）に向かって押圧される。なお、シャフト８２のフランジ部８８は、ホルダ８６が上方（矢印Ｂ方向）へと変位した際に、その変位を規制するストッパとして機能する。

ハンドル２２は、有底筒状に形成され、ボンネット２０の上端部を覆うように設けられ、その中心部にはシャフト８２の上端部が嵌合されている。そして、図示しない作業者がハンドル２２を回転させることにより、シャフト８２が一体的に回転してホルダ８６を軸線方向に沿って進退動作する。

本発明の第１の実施の形態に係る弁構造が適用された減圧弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に弁機構１８を構成する弁体５０の組み付けについて簡単に説明する。

先ず、第２筒部７０が下方となるように第２ハウジング６０を載置し、その開口した上方からパッキン６２を内部へと挿入する。この際、パッキン６２は、内周面が最も拡径し、且つ、第２シール部８０の形成された他端面が上方となるように挿入され、その外周面が第２ハウジング６０の外壁部７４に当接している。換言すれば、第１シール部７８が、第２ハウジング６０の平面部７２に当接するように挿入する。

次に、第１筒部６４が下方となるように第１ハウジング５８を把持し、第２ハウジング６０の上方から該第２ハウジング６０の内部へと挿入し、パッキン６２の内部を挿通させた後、第１筒部６４を第２筒部７０の内部に挿入する。これにより、パッキン６２の内周面が、第１ハウジング５８のテーパ部６６に当接し、該第１ハウジング５８と第２ハウジング６０との間に前記パッキン６２が保持されている。

最後に、第１筒部６４の底壁と第２筒部７０の底壁とが接した状態で、図示しない溶接装置によって前記第１筒部６４と第２筒部７０とを溶接（例えば、スポット溶接）する。その結果、第１筒部６４と第２筒部７０とが強固に連結され、それに伴って、第１ハウジング５８と第２ハウジング６０とが組み付けられた状態で互いに固定される。この際、パッキン６２は、第１ハウジング５８のテーパ部６６と第２ハウジング６０の外壁部７４との間に挟持されて保持されると共に、前記テーパ部６６が、上方に向かって徐々に前記外壁部７４側に接近するように傾斜しているため、連通室２４内に供給される圧力流体の圧力によって前記外壁部７４が半径内方向に押圧された際、パッキン６２の外周面が同様に半径内方向に押圧され、その内周面が第１ハウジング５８のテーパ部６６に当接することにより、前記パッキン６２がテーパ部６６によって抜け止めされる。すなわち、パッキン６２が、テーパ部６６と外壁部７４との間を通じて外部に脱抜することが阻止される。換言すれば、テーパ部６６は、第１及び第２ハウジング５８、６０に対するパッキン６２の脱落を防止する脱落防止手段として機能する。この第１ハウジング５８には、上方からステム４８が挿入され、その下端部が第１筒部６４の内部に挿入され底壁に当接する。

次に、上述したように組み付けられた弁機構１８を含む減圧弁１０の動作並びに作用効果について説明する。なお、図３に示されるように、弁体５０がバルブスプリング５２の弾発力によって上方へと付勢され、パッキン６２が弁座３４に当接した弁閉状態を初期位置として説明する。

先ず、このような初期状態において、図示しない圧力流体供給源から圧力流体が配管等を通じて一次側ポート１２へと供給すると共に、図示しない作業者がハンドル２２を所定方向に回転させ、二次側ポート１４に配管等を介して接続された流体圧機器（図示せず）に供給する圧力流体の圧力を設定する。

この際、ハンドル２２を回転させることによってホルダ８６が下方へと変位し、該ホルダ８６によって調圧スプリング８４が押圧されるため、その弾発力によって保持プレート４２を介してダイヤフラム３８が下方へと押圧される。これにより、ダイヤフラム３８と共にベースホルダ４０が下降し、ステム４８及び弁体５０をバルブスプリング５２の弾発力に抗して下方へと押し下げる。その結果、図４に示されるように、弁体５０が弁座３４から離間し、一次側ポート１２と二次側ポート１４とが連通路３２及び連通室２４を通じて連通した弁開状態となる。

ここで、二次側ポート１４から流体圧機器へと供給される圧力流体の圧力（以下、二次側圧力という）が、圧力流体源から一次側ポート１２へと供給される圧力流体の圧力（以下、一次側圧力という）に対して低い場合には、連通路３２を通じて前記二次側ポート１４へと流通する圧力流体の一部が、バイパス通路４６を通じてダイヤフラム室３６内に供給され、ダイヤフラム３８を上方へと押圧する。これにより、ダイヤフラム３８を上方へと押圧する押圧力と、該ダイヤフラム３８に対して下方へと付勢される調圧スプリング８４の弾発力とが対抗し、前記二次側ポート１４から流体圧機器へと供給される圧力流体の二次側圧力が調圧される。

このように、二次側圧力が予めハンドル２２の回転によって設定された設定圧力より低い場合には、二次側ポート１４を通じて流体圧機器（図示せず）への圧力流体の供給が継続され、前記二次側圧力と一次側圧力との差が小さくなるにつれて、調圧スプリング８４の弾発力に抗してダイヤフラム３８が徐々に上方へと変位し、該ダイヤフラム３８と共にステム４８及び弁体５０が上昇することによって該弁体５０と弁座３４との間を流通する圧力流体の流量が減少する。

そして、予め設定された設定圧力となった際、弁体５０が弁座３４に着座して一次側ポート１２から二次側ポート１４への圧力流体の供給が遮断され、二次側圧力が維持されることとなる。これにより、二次側ポート１４に接続された流体圧機器に対して設定圧力に調圧された二次側圧力の圧力流体が供給される。

以上のように、第１の実施の形態では、弁機構１８を構成する弁体５０において、金属製材料から形成される第１ハウジング５８と第２ハウジング６０とを備え、外周側に設けられる第２ハウジング６０の内側に第１ハウジング５８を設けると共に、該第２ハウジング６０と第１ハウジング５８との間に弾性材料からなるパッキン６２を設けている。このように第１ハウジング５８と第２ハウジング６０とを組み付けるという簡便な作業で、パッキン６２を確実に装着して保持することができるため、前記パッキン６２による安定したシール性能が得られる。また、パッキン６２の端面に第１及び第２シール部７８、８０を設けているため、前記第１シール部７８を第２ハウジング６０に当接させることによって前記パッキン６２と前記第２ハウジング６０との間を通じた圧力流体の流通を確実に阻止できる。その結果、パッキン６２をハウジングに接着していた従来技術において、圧力流体が前記パッキン６２と前記ハウジングとの間に流入した際に懸念されていた前記パッキン６２の剥離が生じることがなく、前記パッキン６２によって前記圧力流体の流通を確実に阻止できる。

さらに、弁体５０の製造工程において、従来技術で行われていたパッキン６２又はハウジングに対して接着剤を塗布する工程が不要となるため、製造効率の向上を図ることができると共に、前記接着剤に要するコストも不要とすることができるため、製造コストの低減を図ることも可能となる。

さらにまた、シール部材をケーシングに対して接着していた従来技術では、例えば、耐薬品性の高い材質からなるシール部材を用いる場合に、その接着力が低くなって前記シール部材と前記ケーシングとの固定が不十分なことがあったが、本願発明の構成では、パッキン６２に用いられる材質に制限が生じることが回避され、例えば、圧力流体の種類、圧力値に応じた所望のシール性能を有する材質からなるパッキン６２を適宜選択して用いて第１ハウジング５８及び第２ハウジング６０に対して確実に固定することが可能となる。その結果、パッキン６２によるシール性能を向上させることができる。

またさらに、パッキン６２の端面には、第２ハウジング６０における平面部７２に当接する第１シール部７８を設けているため、連通室２４内に供給された圧力流体が、前記第１ハウジング５８と前記パッキン６２との間を通じて第１筒部６４側へと進入することが阻止される。

また、上述した実施の形態では、パッキン６２の一端面及び他端面に第１及び第２シール部７８、８０が設けられ、第２ハウジング６０及び弁座３４に当接することによって第１ハウジング５８と前記第２ハウジング６０との間を通じた圧力流体の流通と、ボディ１６と弁体５０との間を通じた圧力流体の流通を遮断する構成としているが、この構成に限定されるものではない。

例えば、パッキン６２に第２シール部８０を設ける代わりに、図５Ａに示される第１変形例に係る弁機構１００のように、弁座３４の端面から該パッキン６２側（矢印Ａ方向）に突出した環状の第１突起部１０２を設けるようにしてもよい。この場合には、パッキン６２が弁座３４に着座した際、その他端面が第１突起部１０２に対して確実に当接するため、前記パッキン６２と前記弁座３４との間を通じた流体の流通が確実に阻止される。

また、上述したパッキン６２に第１シール部７８を設ける代わりに、図５Ｂに示される第２変形例に係る弁機構１１０のように、第２ハウジング６０の平面部７２に該パッキン６２側（矢印Ｂ方向）に向かって突出した環状の第２突起部１１４を設けると共に、弁座３４の端面から突出した第１突起部１０２を設けるようにしてもよい。この場合には、第１及び第２突起部１０２、１１４が、それぞれパッキン６２の一端面及び他端面に当接するため、前記パッキン６２と第２ハウジング６０及び弁座３４との間を通じた流体の流通が確実に阻止される。さらに、パッキン６２に対して第１及び第２シール部７８、８０を設ける必要がないため、該パッキン６２を低コストで製造することが可能となる。

さらに、第２ハウジング６０は、上述したように外壁部７４が、平面部７２に対して直角に折曲されて上方へと延在するように形成される場合に限定されるものではなく、例えば、図６に示される第２ハウジング１２０のように、平面部７２の外縁部から半径内方向に戻るように所定角度傾斜し、且つ、上方へと延在した外壁部１２２を設けるようにしてもよい。この外壁部１２２は、例えば、平面部７２に対する第１ハウジング５８のテーパ部６６の傾斜角度θ１と略同等の傾斜角度θ２で前記平面部７２に対して傾斜している（θ１≒θ２）。

換言すれば、弁体１２４において第１ハウジング５８のテーパ部６６と第２ハウジング１２０の外壁部１２２とが徐々に接近するように傾斜して形成されている。

なお、この場合、パッキン（シール部材）１２６は、上方に向かって徐々に先細となる断面三角形状で形成され、その内周面に第１ハウジング５８のテーパ部６６が当接し、外周面には第２ハウジング１２０の外壁部１２２が当接し、前記テーパ部６６と外壁部１２２とによって確実に挟持され保持されている。

なお、上述した第１の実施の形態に係る減圧弁１０の弁機構１８では、第１ハウジング５８と第２ハウジング６０とを溶接、接着等によって一体的に接続する場合について説明したが、これに限定されるものではない。

例えば、図７Ａに示される弁体１３０のように、第１ハウジング１３２における第１筒部（第１連結部）１３４の外周面に環状凹部１３６を設け、該第１筒部１３４を第２ハウジング１３８の第２筒部（第２連結部）１４０に挿入した後、該第２筒部１４０を外周面側から半径内方向に加締治具（図示せず）で加締めて窪ませた加締部１４２と環状凹部１３６とを係合させることによって前記第１ハウジング１３２と第２ハウジング１３８とを連結するようにしてもよい。

また、図７Ｂに示される弁体１５０のように、第１ハウジング１５２の第１筒部（第１連結部）１５４において、半径外方向に膨出した膨出部１５６を設けると共に、前記第１筒部１５４の挿入される第２ハウジング１５８の第２筒部（第２連結部）１６０において、前記膨出部１５６に対応して拡径させ、且つ、該膨出部１５６の外周径より若干だけ小径の内周径を有した嵌合部１６２を設け、前記膨出部１５６を前記第２筒部１６０に挿入して前記嵌合部１６２に対して嵌合させるようにしてもよい。すなわち、第１筒部１５４を第２筒部１６０に対して圧入することによって前記第１ハウジング１５２と第２ハウジング１５８とを一体的に連結するようにしてもよい。

さらに、図７Ｃに示される弁体１７０のように、第１ハウジング１７２における第１筒部（第１連結部）１７４の外周面に雄ねじ１７６を刻設し、一方、第２ハウジング１７８の第２筒部（第２連結部）１８０の内周面に雌ねじ１８２を刻設し、前記第１筒部１７４を前記第２筒部１８０の内周面に対して螺合することによって前記第１ハウジング１７２と第２ハウジング１７８とを一体的に連結するようにしてもよい。

さらにまた、図７Ｄに示される弁体１９０のように、第１ハウジング１９２の第１筒部（第１連結部）１９４において、その先端部近傍に半径方向に傾動自在な複数のリップ１９６を設けると共に、該リップ１９６の外周面に半径外方向に突出した突起部１９８を設け、前記第１筒部１９４を第２ハウジング２００における第２筒部（第２連結部）２０２内に挿入した際、突起部１９８が前記第２筒部２０２において半径外方向に拡径した係合部２０４に係合され、リップ１９６の弾発力によって係合状態が保持される。すなわち、複数のリップ１９６を介して第１ハウジング１９２と第２ハウジング２００とを一体的に固定するようにしてもよい。

またさらに、図７Ｅに示される弁体２１０のように、第１ハウジング２１２におけるテーパ部６６の下端部を、ステム２１４の外周面に設けられた環状溝２１６に係合させると共に、第２ハウジング２１８の第２筒部２２０も同様に、その半径内方向に突出した係合部２２２を前記環状溝２１６に対して係合させることにより、前記第１及び第２ハウジング２１２、２１８を共にステム２１４に対して連結するようにしてもよい。

すなわち、上述したように第１ハウジング１３２、１５２、１７２、１９２、２１２と第２ハウジング１３８、１５８、１７８、２００、２１８との軸線方向に沿って相対変位を規制し、一体的に変位させることが可能な連結構造であればよい。

次に、第２の実施の形態に係る流体圧機器の弁構造が適用された減圧弁２５０を図８及び図９に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係る減圧弁１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この第２の実施の形態に係る減圧弁２５０では、弁機構２５２を構成する弁体２５４が、ステム２５６の下端部に連結される第１ハウジング２５８と、前記第１ハウジング２５８の外周側に設けられる筒状の第２ハウジング２６０とを備え、前記第１ハウジング２５８と前記第２ハウジング２６０との間にパッキン（シール部材）２６２が挟持されている。

第１ハウジング２５８は、断面Ｕ字状に形成され、その底部が下方となるように設けられ、前記底部の中央部には、ステム２５６の下端部が挿入される孔部２６４が形成されると共に、該孔部２６４に対して半径外方向に離間して複数の連通孔２６６が形成される。

また、第１ハウジング２５８は、底部の外縁部から直角に折曲された外壁部２６８と、該外壁部２６８の上端部から半径外方向に拡径するように傾斜したテーパ部２７０とを備える。

第２ハウジング２６０は、第１ハウジング２５８の外壁部２６８に嵌合されるベース部２７２と、前記ベース部２７２の下部に形成され、半径外方向に拡径して下方に向かって延在するスカート部２７４と、前記ベース部２７２の上部に形成され、半径外方向に水平に延在した後、直角に折曲されて上方に延在するパッキン保持部２７６とからなる。そして、第２ハウジング２６０は、ベース部２７２を介して第１ハウジング２５８と一体的に連結されると共に、スカート部２７４の外周面とボディ１６の連通室２４との間にＯリング２６１が設けられ、一方、パッキン保持部２７６には、環状のパッキン２６２が装着され、第１ハウジング２５８のテーパ部２７０との間に挟持される。

スプリングホルダ２７８は、ボディの下部に装着され、その中央部には上方に向かって突出したバルブガイド２８０が設けられる。そして、バルブガイド２８０の外周側には、バルブスプリング５２が挿通され、第２ハウジング２６０の底部との間に介装されている。

そして、弁体２５４が下方へと変位して弁座３４から離間した弁開状態では、連通路３２を流通する圧力流体の一部が、第１ハウジング２５８の連通孔２６６を通じて該第１ハウジング２５８の下方へと流通するため、前記第１ハウジング２５８を含む弁体２５４の上側（矢印Ｂ方向）の圧力と下側（矢印Ａ方向）の圧力とが同一となる。すなわち、弁体２５４に対して流体の圧力から軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った押圧力が付勢されることがなく均衡した状態となる。

なお、第２の実施の形態に係る減圧弁２５０を構成する弁機構２５２は、上述した構成に限定されるものではなく、例えば、図１０Ａに示される弁機構２９０のように、第２ハウジング２９２の下端部に半径内方向に窪んだ環状凹部２９４を設け、該環状凹部２９４にＯリング２６１を装着すると共に、前記第２ハウジング２９２の上端部を半径内方向に所定角度で折曲し、断面三角形状のパッキン（シール部材）２９６を第１ハウジング２５８との間に挟持する構成としてもよい。

また、図１０Ｂに示される弁機構３００のように、第２ハウジング３０２の下端部にＯリング２６１を保持可能な鍔部３０４を設けると共に、第１ハウジング３０６の外壁部３０８とテーパ部３１０との境界部位に、該外壁部３０８の端部から半径外方向に若干だけ延在した段付部３１２を設け、前記段付部３１２を前記第２ハウジング３０２のパッキン保持部３１４に対して係合させるようにしてもよい。なお、ベース部２７２の外周側には、円筒状の押さえ部材３６１が設けられ、Ｏリング２６１が鍔部３０４から上方へと離脱してしまうことを防止している。これにより、第１ハウジング３０６と第２ハウジング３０２とを組み付ける際、互いの位置決めを容易且つ確実に行うことが可能となる。また、第２ハウジング３０２にＯリング２６１を保持する構成としているため、スプリングホルダ２７８側に前記Ｏリング２６１を装着するための環状溝を設ける必要がなく、前記スプリングホルダ２７８に対する加工コストを削減することができる。

また、上述した説明においては、弁機構１８、１００、１１０、２５２、２９０、３００が、流体圧機器である減圧弁１０、２５０に適用される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、弁体の弁閉・弁開によって流体の流通状態を切換可能な開閉弁に用いるようにしてもよい。

なお、本発明に係る流体圧機器の弁構造は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０、２５０…減圧弁 １６…ボディ
１８、１００、１１０、２５２、２９０、３００…弁機構
２０…ボンネット ２２…ハンドル
２８、２７８…スプリングホルダ ３０、２６１…Ｏリング
３２…連通路 ３４…弁座
３６…ダイヤフラム室 ３８…ダイヤフラム
４８、２１４、２５６…ステム
５０、１２４、１３０、１５０、１７０、１９０、２１０、２５４…弁体
５２…バルブスプリング
５８、１３２、１５２、１７２、１９２、２１２、２５８、３０６…第１ハウジング
６０、１２０、１３８、１５８、１７８、２００、２１８、２６０、２９２、３０２…第２ハウジング
６２、１２６、２６２、２９６…パッキン
６４、１３４、１５４、１７４、１９４…第１筒部
６６、２７０、３１０…テーパ部
７０、１４０、１６０、１８０、２０２、２２０…第２筒部
７８…第１シール部 ８０…第２シール部
８２…シャフト ８４…調圧スプリング
８６…ホルダ １０２…第１突起部
１１４…第２突起部 １４２…加締部
１５６…膨出部 １９６…リップ
２０４、２２２…係合部 ２６６…連通孔
２７４…スカート部 ２７６、３１４…パッキン保持部
２８０…バルブガイド ３１２…段付部

Claims (11)

1. 圧力流体の供給・排出されるポートを有し、前記ポートを介してボディ内に流通する前記圧力流体の流通状態を調整可能な流体圧機器の弁構造であって、
   前記ボディの内部に変位自在に設けられるケーシングと、
   前記ケーシングの内部に設けられ、前記ボディに形成された弁座に着座する環状のシール部材と、
   前記ケーシングの内部に設けられ、前記シール部材を該ケーシングとの間に保持する保持部材と、
   を備え、
   前記ケーシングと前記保持部材とが一体的に装着されると共に、前記ケーシングの中央部に連接されるステムを介して該ケーシング及びシール部材が前記弁座に対して接近・離間する方向に変位することを特徴とする流体圧機器の弁構造。
2. 請求項１記載の弁構造において、
   前記ケーシングには、前記シール部材を保持可能なシール保持部を備え、前記シール保持部の内周側に前記保持部材が挿入されると共に、前記保持部材には、該ケーシングに対する挿入方向とは反対方向に向かって徐々に拡径するテーパ部を備え、前記テーパ部と前記シール保持部との間に前記シール部材が挟持されることを特徴とする流体圧機器の弁構造。
3. 請求項２記載の弁構造において、
   前記ケーシングには、第１連結部が設けられ、前記ボディの内部において、前記シール保持部が前記弁座側となるように配置され、前記第１連結部が、前記保持部材の第２連結部と連結されることを特徴とする流体圧機器の弁構造。
4. 請求項２又は３記載の弁構造において、
   前記シール保持部には、前記シール部材の外周側に設けられた外壁部を有し、前記外壁部が、前記テーパ部に徐々に接近するように半径内方向に縮径するように傾斜して形成されることを特徴とする流体圧機器の弁構造。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の弁構造において、
   前記シール部材には、前記ケーシングに臨む一側面及び前記弁座に臨む他側面の少なくともいずれか一方に、前記一側面及び／又は前記他側面から突出したシール部を備えることを特徴とする流体圧機器の弁構造。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の弁構造において、
   前記シール部材に臨む前記ケーシングの側面及び前記弁座の少なくともいずれか一方には、前記シール部材側に向かって突出した突起部を備えることを特徴とする流体圧機器の弁構造。
7. 請求項３記載の弁構造において、
   前記第１連結部は、前記第２連結部に対して溶接又は接着されることを特徴とする流体圧機器の弁構造。
8. 請求項３記載の弁構造において、
   前記第１連結部は、前記第２連結部の内部に圧入されることを特徴とする流体圧機器の弁構造。
9. 請求項３記載の弁構造において、
   前記第１連結部は、前記第２連結部に対して螺合されることを特徴とする流体圧機器の弁構造。
10. 請求項３記載の弁構造において、
    前記第１連結部は、前記第２連結部に対して加締められることを特徴とする流体圧機器の弁構造。
11. 請求項３記載の弁構造において、
    前記第１連結部は、前記第２連結部と共に前記ステムに対して係合されることを特徴とする流体圧機器の弁構造。

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